兰炭特性及应用研究进展

刘 靖，何选明,2，李翠华，冯东征，柯 萍

(1.煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室，湖北 武汉 430081;2.武汉科技大学 化学与化工学院，湖北 武汉 430081)

0 引 言

世界能源结构中，煤炭长期处于重要地位。到2050年，化石能源仍将是最主要的能源形式。我国“富煤、少气、缺油”，煤炭是我国一次能源消费主体，煤炭分级分质梯级利用是最合理的煤炭利用方式之一[1]。《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》明确指出，重点研究大型煤炭热解、焦油和半焦利用、气化热解一体化等技术。工业生产中煤炭热解主要为得到热解油和热解气。热解油能提取高附加值化学品，也可制燃料油;热解气作为城市和工业燃气，也可作为化工原料制合成气和液化天然气。煤热解的三相产物中，固态产物研究利用相对较晚。兰炭是将无黏结性或弱黏结型煤在中低温条件下，干馏热解得到的固体炭质产物。

兰炭具有化学活性高、固定碳含量高、孔隙结构较发达、灰分低、挥发分低等特点。兰炭企业经过近30 a的发展，已广泛应用于电石、铁合金、冶金、电厂、炭质吸附剂等行业[2-3]。电石和铁合金行业中，兰炭作为还原剂可替代冶金焦;冶金行业中，兰炭作为高炉喷吹燃料可替代无烟煤、其他烟煤;化肥行业中，兰炭用于造气工段可替代无烟煤、焦炭;兰炭可用于炭质吸附剂行业、替代活性焦。兰炭生产过程中同时副产焦油和焦炉煤气，会产生约占总量10%小于3 mm的兰炭粉末，兰炭粉末因粒度小无法直接用于后续生产领域，丢弃又会造成资源浪费和环境污染[4]。……